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无线城科技:校园教学与考场远程监控系统


  一、概 述


  为加强学校内部的教学管理和教学水平,以及校园园区内安全技术防范能力,在园区内主要公共场所如教室、操场、学校大门、教学教务楼主要出入口、图书馆、食堂和运动场馆等位置安装网络视频监控系统,对校园的每个角落一览无余,集教学、管理于一身,实现教学管理的自动化。本系统与闭路电视系统相结合,既有利于教学内容交流,又有利于教务和考试管理的进行,对学校日常管理、观摩课、示范课和年轻教师的培养,起着举足轻重的作用。


  随着数字视频压缩编码技术的日益成熟,微机的普及化,为基于PC的多媒体网络数字监控创造了条件。第三代网络化远程视频监控系统,即基于嵌入式技术的远程网络视频监控。它主要的原理是:网络摄像机内置一个嵌入式芯片,采用嵌入式实时操作系统。摄像机传送来的视频信号数字化后由高效压缩芯片压缩,通过网络传送至监控主机。网络上用户也可以直接在计算机上观察图像,授权用户还可以控制摄像机云台镜头的动作或对系统配置进行操作


  二、具体需求


  近年来,随着校园网的不断发展、信息化建设的不断深入,教育行业对学校内部信息平台的建设非常重视,大多数学校已经专门铺设了内部的局域网,并且已经或者逐步转向利用网络和计算机信息处理速度快和资源共享的优势,注重在老师教学、学生学习等领域充分使用信息化手段。


  同时,大多数学校也竭力发展校园监控系统,------数字化的专业考场,不仅节约了教师的人力,也使高教局的远程巡视高考成为可能,远端的录像为作弊的考生留下铁证;------数字化的教室显示,实现了远程教学观摩,保证校长等领导抽查教师的教学质量;------数字化的校园监控,保障了校园公共设施和老师、学生的个体安全,通过数字监控系统达到以下具体目的:


   监控人员可对任意一间教室进行监控、监听、录象、抓拍、回放等,便于考试考场的管理;


   主控室可控制任意一间教室的镜头作全方位旋转、变焦、变距、变光圈拍摄特写;


   校长室、会议室、总控室具备以上功能;


   省高教局、市高教局或友好学校可以经授权后远程操作;


   现场监视图像可以压缩后存入硬盘。作为"历史"存放,并可以以日期、时间、监测站点为检索要素查询图像;


   整个图像监视系统,要便于今后系统监视网点扩充;


   要具备网络化监视管理功能。


  三、网络视频具体特点


  系统是基于嵌入式网络视频服务器平台,采用先进的互联网和数字视频压缩编码技术开发的性能卓越、功能完善的新一代远程网络数字视频监控系统。系统采用标准的互联网协议,能架构在局域网、广域网和无线网络之上,可以与各种类型的不同的以太网设备无缝连接。系统无须铺设专用的视频和控制电缆,授权用户可在网络的任何计算机上对监控现场实时监控,同时能与本地网络系统紧密结合,真正做到一网多用。


  系统采用标准的模块化设计


  前端视频压缩系统采用模块化的视频服务器,该设备采用先进的嵌入式操作系统,视频压缩格式遵循数字视 频压缩国际标准,设备体积小、稳定性高,完全适合在无人值守的环境中使用。当用户系统扩充时,只需要扩充视频压缩模块和升级系统软件即可,不用对中心服务器和客户端硬件进行升级,可保护用户的现有设备投资。


  同时,系统可将实时监控、报警监控和录像等功能分成相应的软件模块,可根据用户的实际情况和现场要求,灵活配置不同模块,使系统能更充分的适应用户监控的需要。


   适合网络化、数字化的监控要求


  系统采用标准的TCP/IP协议,能架构在局域网、广域网和无线网络之上。视频服务器提供RJ-45以太网接口,可直接接入局域网交换机或者HUB上,同时,设备可任意设置网关,完全支持跨网段、有路由器的远程视频监控环境。通过视频服务器压缩的视频信号和控制信号完全通过网络传输,节省了铺设长距离线缆的成本,真正做到“一网多用”。


  系统软件采用B/S(Brower/Server)结构,可将分布在不同地点的摄像机集中管理,分散在网络中不同地点、不同使用权限的用户可同时监控同一现场,也可以任意选择其他监控现场,各用户监控不受影响,真正做到“多任务”的实时监控。


   完善的系统功能


  系统监控中心和各分控中心可以对管辖范围内多个本地和远程监控前端进行实时监控,不同的用户可根据职务分配不同的控制权限。现场图象可根据地点分成监控组,以4分屏、9分屏或者16分屏方式显示,组内图象可自动轮巡,切换时间可以任意调节,可设置手动录像、计划录像和报警自动录像等多种录像方式。当发生报警时,可任意联动其他设备,如警灯、警号,同时可在客户端弹出报警提示。


  四、网络视频操作具体特点


   集成程度高,功能强、可靠性高,体积小,安装方便,有效的降低了系统的复杂程度及安装、调试、维护的人工,节约投资,降低实施和维护成本。


   充分利用网络资源,提供用户管理机制,通过权限设置,各用户都能操作自己权限内的监控图象,网络中的每个用户都能浏览相同或不同的监控图象。


   真正的远程监控,异地可进行浏览、云台操作、图象保存。


   视频服务器内置报警输入输出,可方便地接入其它安全防范设备,如温度、湿度、烟雾、入侵等报警器,同时可以连动声光设备,并可通过计算机进一步触发其它设备,组成一套强大的安全防范系统


  五、方案设计指导原则


  从以上需求情况分析本系统,制订设计原则,以指导我们的方案设计:


   先进性:采用最新的第三代全数字监控---网络数字系统,在国内率先采用基于WEB嵌入式的视频服务器为核心的视频监控系统,它采用专用视频压缩芯片,图像清晰,视频压缩效率高,是基于第三代嵌入式技术的网络视频监控产品


   实用性:系统支持用户的网络监控需求,可多用户多画面实时监控、远程控制、集中录象、可连接多种报警设备、报警可定时布防撤防等功能,完全满足用户的监控要求。


   兼容性:系统采用B/S结构,可与校园内部的计算机网络系统紧密结合;


   扩展性:系统软、硬件系统采用模块化设计,用户系统升级时,只需要增加前端的服务器,并升级相应的系统软件即可,不用额外添加或者废弃原有设备。


   灵活性:系统组网灵活,适合在局域网、广域网和无线网络中使用;在网络中的授权用户可通过IE浏览器实时监控前端现场,客户端无需添加任何硬件。


   实时性:本系统采用的我公司的视频服务器,采用专用的视频压缩芯片,最高可传输30帧/秒的清晰图像。


   可靠性:系统采用国外先进的视频服务器硬件,性能稳定可靠,其MTBF(Mean Time Between Failures)值超过100,000小时,保证系统整体的稳定,尤其适合在无人、少人维护的环境中运行。


  六、系统组成


  通过远程数字监控系统实现对整个校园的实时监控。


  本方案主要采用的是我公司的网络视频服务NAC-3000S、NAC-3000SW和网络摄像机NAC-3200、NAC-320OW。它将摄像机的模拟视频信号转换为基于以太网络标准数据包方式。视频设备除了本身具备高清晰图像压缩和网络转换功能外,还可接红外对射装置等。


  1、监视前端部分构成


  监控前端主要以网络视频服务器和网络摄像机为核心,外加摄像机、云台、解码器等。图像监控系统通过现有校园网网络,实现对教室的实时图像监控。同时通过以太网将实时图像上传到上级监控中心和主管部门,实现对教室的实时可视化监控。


  A、网络摄像机(NAC-3200)+固定广角镜头+报警探头;


  B、网络摄像机(NAC-6800PZ)10倍光学变焦、10倍数码变焦一体机+报警探头;


  C、视频服务器(NAC-3000S)+220倍一体机+云台+解码器+机罩+报警探头;


  D、视频服务器(NAC-3000S)+彩色半球摄像机+报警探头


  2、传输网络及后端部分


  监控中心设置1台电脑,集显示、录像于一体,可得到全部显示图像。


  所有视频信号经过处理后转化为基于TCP/IP的数据包,使摄像机所摄的画面通过RJ-45以太网接口直接传送到网络上,通过网络即可远端监视画面。工作人员过本系统掌握各监控点的情况,被监控的地方所发生的一切尽收眼底。系统操作人员通过对系统的操作,可观察所有的视频图像,并可同时任意切换录像,或者同时录下每个监控点的视频图像。


  系统采用了先进的数字处理技术,可以在回放以前资料的同时不影响正常录像,保证了资料的完整性,也可以利用抓拍功能使图像更加清晰,可以将重要资料进行备份和打印,这将有利于重要资料的保存和管理。


  系统采用标准TCP/IP网络协议传输,支持SMTP、FTP、DHCP Client、TCP/IP、UDP、DDNS等应用协议。广泛适用于局域网、广域网、互联网(Internet)、无线网络(WLAN、微波、无线扩频)等,用户通过授权可以共享系统资源。


  七、系统功能


  1、考试时监看各班纪律情况;


  2、各班自习时监看纪律情况;


  3、各保密机构如财务、库房的监控;


  4、监控教师上课情况,了解教师执教态度、特点、优缺点;


  5、组织教师对某班进行听课;


  6、可选择任意几个班级进行轮流监控;


  7、主控室可组织管理人员对某班上课情况进行听课,不影响该班级正常上课;


  8、对讲功能,监控时(学生自习、无教师时)发现课堂纪律散乱,主控室可对该班讲话;


  9、录像、抓拍功能


  录像方式有以下几种:


  A、 手动控制:人工操作录像;


  B、自动编程:按事先安排好的时间表自动录像;


  C、 移动侦测:当有移动物体时开始录像,移动物体离开时停止录像;


  D、 报警联动:当有传感报警时开始录像。


  10、录像资料查询回放


  按相应的时间、地点、镜头号即可检索出每一幅图像画面,可多方位录像资料查询。


  八、系统拓扑图


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